Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stabile Nanostrukturen: Wissenschaftler aus Halle entwickeln Materialien für organische Solarzellen

23.07.2013
Forschern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Universität Bayreuth ist im Bereich der organischen Photovoltaik ein wichtiger Schritt gelungen

Erstmals konnte die Struktur von langkettigen Molekülen so beeinflusst werden, dass sie von selbst elektronisch aktive Strukturen kleinster Abmessung erzeugen. Dieses neue Polymer verspricht wichtige Erkenntnisse für eine Entwicklung zukünftiger organischer Solarzellen.

„Obwohl es noch viele offene Fragen gibt, handelt es sich hierbei um einen vielversprechenden Schritt in Richtung maßgeschneiderter, optimierter Materialien für die organische Photovoltaik”, sagt Prof. Dr. Thomas Thurn-Albrecht, Leiter der Arbeitsgruppe „Experimentelle Polymerphysik“ in Halle.

Während herkömmliche Solarzellen aus anorganischen Materialien wie Silizium bestehen, sind Materialien für organische Solarzellen aus organischen Molekülen aufgebaut. Oft handelt es sich hierbei um langkettige Moleküle, die als Polymere bezeichnet werden. Sie versprechen geringere Herstellungskosten und einen flexiblen Einsatz der Solarzelle. Bis zum anwendungsreifen Solarmodul aus Kunststoffmolekülen ist jedoch noch viel Forschungsarbeit nötig.

Die nun von den Forschern entdeckten Nanostrukturen in Form von Zylindern und Lamellen sind auf lange Zeit stabil und somit sehr gut für weiterführende Untersuchungen und kommende Anwendungen geeignet. Diese selbstständige Ausbildung von regelmäßigen mikroskopischen Mustern in den Polymeren war bislang unterdrückt und wurde erstmals im Rahmen der Kooperation von Physikern der Universität Halle und Chemikern der Universität Bayreuth realisiert.

Sie stellten ein selbstorganisierendes Halbleitermaterial aus sogenannten Blockcopolymeren her und machten sich die Eigenschaft dieses speziellen Polymers zunutze, das die mikroskopischen Strukturen selbstständig herausbildet („Mikrophasenseparation“). Ausschlaggebend für die Anwendung in der organischen Photovoltaik ist der spezielle Aufbau des Blockcopolymers aus einem so genannten „Donorblock“ und einem „Aktzeptorblock“ mit jeweils unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften. Die entstehenden Nanostrukturen sind notwendig für eine effektive Ladungstrennung und die damit im Zusammenhang stehende Energieerzeugung.

Organische Solarzellen basieren auf Molekülen mit einer besonderen Elektronenstruktur. Bisher haben organische Solarzellen im Labor jedoch noch einen geringen Wirkungsgrad von unter zehn Prozent. Herkömmliche Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 18

Prozent.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thomas Thurn-Albrecht
Fachgruppe Experimentelle Polymerphysik
Telefon: 0345 55 25340
E-Mail: thomas.thurn-albrecht@physik.uni-halle.de
Literatur: R. H. Lohwasser et al. Phase Separation in the Melt and Confined Crystallization as the Key to Well-Ordered Microphase Separated Donor–Acceptor Block Copolymers. Macromolecules vol. 46 pp. 4403-4410 (2013)
http://www.physik.uni-halle.de/fachgruppen/polymer_physics_group
- Fachgruppe "Experimentelle Polymerphysik"

Manuela Bank-Zillmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-halle.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie